Les composites thermoplastiques pourraient permettre d’alléger les véhicules du futur tout en respectant les contraintes de coûts et de cadences de production. © habrda, Fotolia

Sciences

Composite thermoplastique

DéfinitionClassé sous :chimie , matériau composite , matériau composite à matrice organique

On appelle composite thermoplastique -- par opposition à composite thermodurcissable --, un matériau composite -- comprenez un matériau constitué d'au moins deux composants aux propriétés complémentaires -- dont la matrice tient en un polymère thermoplastique. Les composites thermoplastiques entrent donc dans la catégorie des matériaux composites à matrice organique.

Les composites thermoplastiques ont été développés par les chimistes pour pallier les défauts des composites thermodurcissables. Ces derniers, en effet, apparaissent résistants et solides. Pourtant, il devient aujourd'hui difficile de continuer à faire descendre les coûts de fabrication de ces matériaux. Et parmi les inconvénients des composites thermodurcissables qui prennent de l'importance, il y a le fait qu'ils ne sont pas recyclables. Les thermoplastiques, quant à eux, constituent des composites recyclables. Leurs résines se révèlent également plus faciles à stocker et ils peuvent être assemblés par thermosoudage, sans avoir besoin d'une colle.

Les composites connaissent une croissance plus importante que celle des composites thermodurcissables. En 2019, ils ne pèsent guère plus de 5 % du marché. Mais l’ambition des fabricants est d’atteindre bientôt les 50 %. © andrei310, Fotolia

Des matériaux en devenir

Les résines thermoplastiques apparaissent généralement sous la forme de poudres ou de granulés qui doivent être chauffés pour être mis en forme. Les composites thermoplastiques sont souvent vendus sous la forme de semi-produits, des bandes fibrées de carbone préimprégnées de résine que les spécialistes appellent des « tapes » ou des tissus pré-imprégnés par le polymère, appelés aussi « pré-preg ». Mais aujourd'hui arrivent sur le marché des résines thermoplastiques sous forme liquide qui présentent l'avantage de pouvoir être mises en œuvre avec les mêmes procédés que ceux employés pour les composites thermodurcissables.

Parmi les applications qui pourraient profiter des propriétés des composites thermoplastiques, citons d'abord l'industrie pétrolière et notamment, celle qui exploite le pétrole offshore. Les résines thermoplastiques en PEKK notamment, renforcées de fibres de carbone, permettent de fabriquer des conduites deux fois moins lourdes que les conduites métalliques, avec une rigidité équivalente, et résistantes aux températures, à l'abrasion, aux produits corrosifs et aux fortes pressions pour les forages pétroliers profonds. Du côté des énergies renouvelables, des pales d’éoliennes en composite thermoplastique seraient moins coûteuses à fabriquer (gain d'énergie) et surtout, recyclables.

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